化学物質の有用性と危険性を学ぶIot学習教材の製作と検証

• Project/Area Number: 20H00892
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 1210:Science education-related
• Research Institution: Ube National College of Technology
• Principal Investigator: WATANABE MIKI 宇部工業高等専門学校, 技術室, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2020-04-01 –
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥460,000 (Direct Cost: ¥460,000); Fiscal Year 2020: ¥460,000 (Direct Cost: ¥460,000)
• Keywords: 化学物質 / 体験型学習 / VR教材 / 化学実験 / リスクアセスメント

Outline of Research at the Start

高等教育機関の学生を対象とする化学実験の基本技術を身に着けられる体験学習をVirtual Reality(VR)空間で再現し, 場所や時間に制約をされない学習支援教材を製作する.
学習者自身へはVRヘッドセットを被るだけで, グローブなどを装着せず実験操作の疑似体験ができる仕様を目指す.
さらに, 化学物質の危険性と有害性の分類をGHSの絵表示から理解し活用できる力を育む副教材をExcel VBAを用いて製作する.

Outline of Final Research Achievements

本研究はVRコンテンツの制作から実装体験・検証までをPCとさまざまなアプリケーションを用いて行う。そのため、(1)PCとその他のインタフェースとが制限されにくいように、PCをVR製作用PCへカスタマイズした。そのPCには制作に必要な関連アプリケーションもインストールした。(2)化学実験は実体験したままを忠実に再現する必要があるため動画撮影した。(3)その動画を絵コンテとし，VR素材の制作段階である。また，化学物質の危険性と有害性の分類をGHS絵表示から理解し活用できる力を育む副教材をExcel VBAマクロでの構成を検討している。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

障がい(アレルギー体質含む)の有無に関わらず誰もが活躍できる社会環境が求められている。情報化社会の進展によりモノのインターネット(Iot)の活用も加速している．化学実験環境において「化学物質は有用にも有害にもなる」，「知っている危険性と不適切な行動により生じる潜在的な危険性がある」ことを自由な時間に繰り返し学ぶことは学習者の習熟効果が向上すると考える。本研究ではVR空間で化学物質を取り扱う基本的な技術・技能を視聴型ではなく疑似体験型で学ぶこと、実体験することが忠実に再現されていることを主体に制作・検証することが重要ある。また、薬品や専門器材などの経費と化学廃棄物量を削減できる経済効果がある。